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Medición de fuerzas y pares en tractores y máquinas agrícolas en trabajo

  • Fuerzas y momentos en la rueda
  • Par en la rueda
  • Par y velocidad de la toma de fuerza
  • Fuerzas en los órganos de trabajo
Tractor con ruedas traseras gemelas, equipado con ruedas dinamométricas en los ejes delantero y trasero
Ruedas dinamométricas en las ruedas delanteras y traseras de un tractor. Foto de Michigan Scientific.

En resumen

Las cargas de un tractor y de su herramienta se miden en la máquina en trabajo. Una rueda dinamométrica sustituye al centro de rueda y da las tres fuerzas y los tres momentos en la rueda. Un transductor de par de rueda da el par de tracción y de frenado. Un transductor de toma de fuerza, estriado entre el tractor y la herramienta, da el par y la velocidad del árbol de toma de fuerza. Donde no cabe ningún transductor, en un embrague, dentro de una caja de cambios o en una polea, la pieza se equipa con galgas extensométricas y un anillo colector o un emisor de telemetría extrae la señal.

222 a 445 kN
Capacidad en Fx y Fz, LW-2T-50K a LW-2T-100K
19,5 in
llanta más pequeña para la LW-2T-50K y la TW-2T-50K
± 5 000 N·m
par a fondo de escala más elevado de los transductores de toma de fuerza

Puntos de medición

La fuerza entra en el tractor por las ruedas, la potencia sale por la toma de fuerza, y los órganos de trabajo de la herramienta soportan sus propias cargas. Cada punto requiere un transductor distinto, y varios de ellos giran, de modo que la señal debe llegar a un registrador que, a su vez, no gira.

Las cargas son más elevadas que en los vehículos de carretera. Las ruedas dinamométricas para los grandes equipos agrícolas están dimensionadas de 222 a 445 kN en Fx y Fz, y los transductores de par de rueda hasta 81 kN·m.

Tractor arando un campo, con un transductor de par de rueda en su rueda trasera
Un tractor arando con un transductor de par de rueda en la rueda trasera. Foto de Michigan Scientific.

Instrumentación

Fuerzas y momentos en la ruedaLW-2T-50K: 222 kN en Fx y Fz, 111 kN en Fy, 68 kN·m, llantas de 19,5 in y mayores · LW-2T-100K: 445 kN en Fx y Fz, 225 kN en Fy, 135 kN·m, llantas de 22,5 in y mayores · puentes completos de cuatro brazos, −40 a 125 °C, versión con anillo colector
Par en la ruedaTW-2T-50K: 67 kN·m · TW-2T-60K-S: 81 kN·m · llantas de 19,5 in y mayores · puente completo de galgas extensométricas de cuatro brazos
Par y velocidad de la toma de fuerzaPTO: ± 2 500 o ± 5 000 N·m, telemetría integrada, encoder de 60 imp./vuelta, extremos estriados desmontables para los tipos 1, 2 y 3 · PTO2: anillo colector B4-2W/E60 integrado, un tamaño de estría por transductor
Fuerzas en los órganos de trabajoCélulas de carga triaxiales TR3D, de 1,1 a 444 kN por eje; células de carga de cinco y seis ejes para fuerzas y momentos
Componentes equipados con galgasembrague, árboles de caja de cambios, poleas y engranajes, sobre piezas del propio cliente

Cadena de medida

La rueda dinamométrica amplifica sus señales en el transductor; salen de la rueda por un anillo colector o un conjunto de telemetría y llegan a la caja de interfaz CT2 o CT3, que realiza en tiempo real la transformación de coordenadas y la compensación de la diafonía, y sale en analógico, CAN y Ethernet. El transductor de par de rueda utiliza un conjunto estanco de anillo colector, encoder y amplificador, o telemetría.

El transductor PTO incorpora su propia cadena de señal: telemetría alimentada por inducción en el PTO, un anillo colector B4-2W/E60 con encoder de 60 imp./vuelta en el PTO2. En un embrague, un árbol de caja de cambios o una polea equipados con galgas, un anillo colector de extremo de árbol, un anillo colector tubular que se desliza sobre el árbol o un transmisor de telemetría de abrazadera lleva la señal del puente hacia fuera.

Componentes equipados con galgas

Algunas mediciones no pueden realizarse con un producto de catálogo. La pieza en sí se equipa entonces con galgas extensométricas y se calibra, y se convierte en el transductor. Los trabajos realizados en el pasado sobre equipos agrícolas incluyen un embrague instrumentado, galgas colocadas dentro de una caja de cambios y transductores de polea y de engranaje fabricados a partir de componentes del cliente. Cuando la pieza equipada con galgas gira, un anillo colector de extremo de árbol de 4 a 10 canales, un anillo colector tubular con un diámetro interior de 30 a 81,3 mm, o un transmisor de abrazadera en árboles de 25 mm y más lleva la señal del puente hasta el registrador.

Procedimiento

  1. 01

    Elegir los transductores de rueda

    Según las cargas previstas y el tamaño de la llanta. Los adaptadores de buje y de llanta se fabrican según los planos de la llanta original.

    Elegir una rueda dinamométrica
  2. 02

    Montar el transductor PTO

    Estria hembra en el árbol del tractor, estria macho en el implemento, ambas extremidades bloqueadas. No se modifica nada en ninguna de las dos máquinas.

    Transductores de par PTO
  3. 03

    Equipar con galgas las piezas sin transductor

    Galgas extensométricas en el embrague, el árbol de la caja de cambios o la polea, calibradas antes del ensayo.

    Servicios de galgas extensométricas
  4. 04

    Registrar en el campo

    Ensayos de durabilidad, de dinámica vehicular y de frenado con los transductores de rueda; par y velocidad de la toma de fuerza durante el trabajo del implemento.

Resultado

Las fuerzas y los pares que la máquina soporta en el campo, en las ruedas, en la toma de fuerza y en sus órganos de trabajo. Los datos de las ruedas dinamométricas alimentan los trabajos de durabilidad y de dinámica vehicular, los datos de par de rueda el desarrollo del frenado y de la transmisión, y el par de la toma de fuerza multiplicado por la velocidad da la potencia entregada al implemento.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se mide la potencia de la toma de fuerza de un tractor?

Un transductor de toma de fuerza con estrias acoplado entre el tractor y el implemento mide el par y la velocidad; su producto es la potencia entregada en el árbol. El fondo de escala es de ± 2 500 o ± 5 000 N·m, con un encoder de 60 ppr.

¿Qué tamaño de rueda dinamométrica conviene a una rueda de tractor?

La LW-2T-50K, 222 kN en Fx y Fz, sirve para llantas de 19,5 in y mayores; la LW-2T-100K, 445 kN, para llantas de 22,5 in y mayores.

¿Cómo se mide el par en un embrague de tractor o dentro de una caja de cambios?

La propia pieza se equipa con galgas extensométricas, porque ningún transductor estándar se adapta ahí. Un anillo colector en extremo de árbol, un anillo colector tubular o un transmisor de telemetría de abrazadera transporta la señal hasta el registrador.

¿Cómo se miden las fuerzas sobre los órganos de trabajo de una máquina agrícola?

Con células de carga multieje en el recorrido de carga, TR3D triaxiales de 1,1 a 444 kN por eje, o modelos de cinco y seis ejes cuando se necesitan los momentos.

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